專利名稱：氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池材料領(lǐng)域，具體是涉及一種氣相氧化法制備覆鈷型球形氫
氧化鎳。
背景技術(shù)：
球形氫氧化鎳是各種堿性二次電池(如Ni/Cd，Ni/MH, Ni/H2等)的正極活性材料， 對電池的容量和壽命起到至關(guān)重要的作用。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化電器對電池也提出了更高的要求，對高容量、長壽命、小體積、可進行大電流充放電的二次電池的需求急劇增加。如電動汽車等。球形氫氧化鎳是半導體，在正極的制作過程中，必須添加氧化亞鈷等來增加正極的導電性，而在制作過程中的各種添加劑又影響了活性物質(zhì)的利用率及電極的內(nèi)阻，從而影響了電極的大電流充放電性能。有效解決上述問題的方法是在氫氧化鎳表面包覆導電性良好的Co(OH)3進行修飾。目前，對氫氧化鎳進行表面包覆導電性良好的Co (OH) 3進行修飾的化學覆鈷工藝主要是將硫酸鈷水溶液和硫酸鎳水溶液的均勻混合液和堿也同時泵入到反應釜，在原氫氧化鎳表面生成氫氧化鈷和新氫氧化鎳，之后在空氣中或有氧氣的條件下進行氧化。然而， 采用這種工藝，在氧化時，參加反應的氧氣量、氧化溫度、氧化深度和氧化時間不易控制，會造成氧化不完全或氧氣過量的缺陷，同時，由于包覆層部分生成新氫氧化鎳也暴露在最表面，導致鎳被氧化，造成制品的堆積振實密度低，均勻性較差等問題，從而影響制成電池后的產(chǎn)品容量發(fā)揮，放電平臺，自放電等。對于覆鈷型球形氫氧化鎳，申請人通過多年研發(fā)，總結(jié)出一種球形氫氧化鎳的制備方法(詳見中國專利申請?zhí)枮?01010557786. 9)，該制備方法在普通球形氫氧化鎳表面包裹一層金屬氫氧化物，從而制備得高溫電池正極用球形氫氧化鎳，包覆層金屬元素可以有效的提高氧的析出電位，從而改善高溫環(huán)境下球形氫氧化鎳充放電性能。當包裹金屬氫氧化物為氫氧化鈷時，即為覆鈷型球形氫氧化鎳。本發(fā)明正是針對該覆鈷型球形氫氧化鎳來進行氣相氧化處理的，本發(fā)明可以很好的解決包覆層氧化不均勻，氧化不完全等問題。同時，產(chǎn)品具有更良好的電化學性能。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳。本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，包括如下步驟向氧化器中加入覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并升溫；向氧化器中加入覆鈷型球形氫氧化鎳物料重量的1 10%的液堿，并通入氧化性氣體；在50 100°C進行氧化反應；
氧化結(jié)束后，調(diào)漿、滲鋰、固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。進一步，所述升溫操作通過油浴升溫。進一步，所述液堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。進一步，所述液堿的溫度為50 100°C，濃度為20 70% (質(zhì)量百分濃度)。進一步，所述氧化性氣體的流量為1 20Nm3/h。進一步，所述氧化性氣體為氧氣或臭氧。進一步，所述調(diào)漿是將氧化料與50 80°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。進一步，所述滲鋰是加入重量為氧化料0. 2 2. 0%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理。進一步，氧化的反應時間為10 60分鐘。本發(fā)明氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳的主要優(yōu)點是1、工藝流程簡單，氧化度易于控制。2、包覆層氧化穩(wěn)定，產(chǎn)品振實密度高。3、生產(chǎn)的覆鈷型球形氫氧化鎳產(chǎn)品電化學性能良好，容量高，放電平臺好，自放電率低，循環(huán)壽命長。


為了便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。圖1是實例1產(chǎn)品的掃描電鏡圖。圖2實例1產(chǎn)品的掃描X衍射圖。圖3實例1產(chǎn)品的IOC放電單循環(huán)曲線圖。圖4實例1產(chǎn)品的IOC放電平臺循環(huán)數(shù)據(jù)。
具體實施例方式實施例1向氧化器中加入IOOOkg覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并通過油浴升溫；向氧化器中加入的IOOkg溫度為90°C、濃度為70%的氫氧化鈉，并通入流量為18Nm3/h的氧氣。在75°C進行氧化反應55分鐘。氧化結(jié)束后，將氧化料與65°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。再加入重量為氧化料0.2%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理，再經(jīng)固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。如圖1所示，經(jīng)氣相氧化法氧化后的覆鈷型球形氫氧化鎳，其球形球貌較好，顆粒相對均勻，球形度好，球體表面光滑，顆粒流動性好。如2-4所示，經(jīng)氣相氧化法氧化后的覆鈷型球形氫氧化鎳，制成MH-Ni電池后IOC 容量大于220mAh/g，IOC放電平臺大于1. IOv,電阻率小于10 Ω · cm。實施例2向氧化器中加入IOOOkg覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并通過油浴升溫；向氧化器中加入的IOkg溫度為50°C、濃度為50%的氫氧化鉀，并通入流量為15Nm3/h的臭氧。在65 °C進行氧化反應10分鐘。氧化結(jié)束后，將氧化料與60°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。再加入重量為氧化料0.4%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理，再經(jīng)固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。實施例3向氧化器中加入IOOOkg覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并通過油浴升溫；向氧化器中加入的80kg溫度為70°C、濃度為20%的氫氧化鈉，并通入流量為20Nm3/h的氧氣。在95°C進行氧化反應45分鐘。氧化結(jié)束后，將氧化料與50°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。再加入重量為氧化料0.8%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理，再經(jīng)固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。實施例4向氧化器中加入IOOOkg覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并通過油浴升溫；向氧化器中加入的50kg溫度為100°C、濃度為40%的氫氧化鉀，并通入流量為5Nm3/h的臭氧。在50°C進行氧化反應35分鐘。氧化結(jié)束后，將氧化料與80°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。再加入重量為氧化料1.0%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理，再經(jīng)固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。實施例5向氧化器中加入IOOOkg覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并通過油浴升溫；向氧化器中加入的20kg溫度為60°C、濃度為30%的氫氧化鈉，并通入流量為lNm3/h的氧氣。在85 °C進行氧化反應60分鐘。氧化結(jié)束后，將氧化料與70°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。再加入重量為氧化料1. 5%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理，再經(jīng)固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。實施例6向氧化器中加入IOOOkg覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并通過油浴升溫；向氧化器中加入的60kg溫度為80°C、濃度為60%的氫氧化鉀，并通入流量為10Nm3/h的臭氧。在100°C進行氧化反應20分鐘。氧化結(jié)束后，將氧化料與55°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。再加入重量為氧化料2.0%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理，再經(jīng)固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。以上內(nèi)容僅僅是對本發(fā)明結(jié)構(gòu)所作的舉例和說明，所屬本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員對
5所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離發(fā)明的結(jié)構(gòu)或者超越本權(quán)利要求書所定義的范圍，均應屬于本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，包括如下步驟 向氧化器中加入覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并升溫；向氧化器中加入覆鈷型球形氫氧化鎳物料重量的1 10%的液堿，并通入氧化性氣體；在50 100°C進行氧化反應；氧化結(jié)束后，調(diào)漿、滲鋰、固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，所述升溫操作通過油浴升溫。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，所述液堿為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，所述液堿的溫度為50 100°C，濃度為20 70%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，所述氧化性氣體的流量為1 20Nm3/h。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，所述氧化性氣體為氧氣或臭氧。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，所述調(diào)漿是將氧化料與50 80°C的熱去離子水按重量比為1 1在調(diào)漿罐中混合調(diào)漿。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，所述滲鋰是加入重量為氧化料0. 2 2. 0%的氫氧化鋰，浸泡進行滲鋰處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳，其特征在于，氧化的反應時間為10 60分鐘。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池材料領(lǐng)域，具體是涉及一種氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳。包括如下步驟向氧化器中加入覆鈷型球形氫氧化鎳，攪拌并升溫；向氧化器中加入覆鈷型球形氫氧化鎳物料重量的1～10％的液堿，并通入氧化性氣體；在50～100℃進行氧化反應；氧化結(jié)束后，調(diào)漿、滲鋰、固液分離、洗滌干燥，得產(chǎn)品。本發(fā)明氣相氧化法制備覆鈷型球形氫氧化鎳的主要優(yōu)點是，1、工藝流程簡單，氧化度易于控制。2、包覆層氧化穩(wěn)定，產(chǎn)品振實密度高。3、生產(chǎn)的覆鈷型球形氫氧化鎳產(chǎn)品電化學性能良好，容量高，放電平臺好，自放電率低，循環(huán)壽命長。
文檔編號H01M4/52GK102509788SQ20111034441
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者孫衛(wèi)華, 孫朝軍, 張春亮, 張轉(zhuǎn), 李世輝, 王大偉, 王艷紅, 王錫芬, 魯海春 申請人:安徽亞蘭德新能源材料股份有限公司